説明

露光装置

【課題】 分解能の高い識別記号を露光しながら回路パターンを感光させることができる露光装置を提供する。
【解決手段】 露光装置(100)は、紫外線を含む光でフォトマスクの回路パターンを第1面に露光する投影露光ユニット(70)と、紫外線を含む光で電子的に作成された情報データを第2面に露光する空間光変調ユニット(40)と、投影露光ユニット又は空間光変調ユニットに対して相対的に移動可能な基板を載置し、空間変調ユニットからの光を透過する基板ステージ(60)と、基板ステージを移動させるステージ駆動部(65)と、を備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プリント配線基板などの基板に回路パターンを露光するととともに、回路パターンの周辺に記号などの情報データを露光する露光装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
プリント配線基板には、回路パターン以外に、製品の合否を決めるため特定の試験用又は品質適合試験用の回路の一部が形成されることがある。試験用の回路は一般にテストクーポン(Test coupon)又はテストパターン(Test pattern)と呼ばれている(以下、テストクーポン情報と呼ぶ。)また、プリント配線基板には、回路パターン又はテストクーポン情報以外に、プリント配線基板を管理する記号、およびプリント配線基板を切断・分割した後の回路パターン領域を管理する文字情報又は図形情報が形成されることもある。以下、本明細書では、テストクーポン情報、文字情報及び図形情報を総称して情報データと呼ぶ。
【0003】
上述したような回路パターンと情報データとを露光する露光装置が、例えば特許文献1に開示されている。特許文献1の露光装置は、予め回路パターンとともに情報データが描かれたフォトマスクを用意している。特許文献1の露光装置は、光源とフォトマスクとの間に配置されたマスキング装置を用いて、フォトマスクから不必要な回路パターン又は情報データをマスキングしている。そして特許文献1の露光装置は、マスキングされなかったフォトマスクの回路パターン又は情報データをプリント配線基板に露光している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【特許文献1】特開2006−072100号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかし、フォトマスクに描かれる情報データは、用途又は生産ロットに応じて変更されることが多い。このため、フォトマスクに情報データが描かれていると、フォトマスクに描かれた回路パターンに変更が無い場合でも新たにフォトマスクを作成しなければならない。このためフォトマスクの製造コストが上がってしまう問題が生じる。また回路パターンが同じであっても複数のフォトマスクを用意しなければならず、そのフォトマスク管理が複雑になるという問題が生じている。またプリント配線基板の量産性の向上が求められている。
【0006】
本発明は、上記の問題点に鑑み創作されたものであり、情報データを適宜変更しながら回路パターンを露光できる露光装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0007】
第1の観点の露光装置は、紫外線を含む光を使ってフォトマスクに描かれた所定の回路パターンを感光性物質が塗布された矩形形状の基板の第1面及び第1面の反対側の第2面に露光する露光装置である。この露光装置は、紫外線を含む光でフォトマスクの回路パターンを第1面に露光する投影露光ユニットと、紫外線を含む光で電子的に作成された情報データを第2面に露光する空間光変調ユニットと、投影露光ユニット又は空間光変調ユニットに対して相対的に移動可能な基板を載置し、空間変調ユニットからの光を透過する基板ステージと、基板ステージを移動させるステージ駆動部と、を備える。
【0008】
また、投影露光ユニットと空間光変調ユニットとは、基板ステージを介して反対側に配置されている。
さらに、空間光変調ユニットを基板の辺に略平行な方向に移動させる空間光変調ユニット駆動装置を備える。そして投影露光ユニットが回路パターンを露光する際に、空間光変調ユニット駆動装置は空間光変調ユニットを移動させ、且つステージ駆動部は基板ステージを停止させる。また、空間光変調ユニットは情報データを露光する際に、ステージ駆動部が基板ステージを移動させる且つ空間光変調ユニット駆動装置は空間光変調ユニットを停止させることもできる。
【0009】
第2の観点の露光装置は、基板ステージは、合成石英、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、ポリカーボネイト、又はアクリルの透明板材を含み、透明板材は基板の第2面を吸着する吸着部を有する。
投影露光ユニット及び空間光変調ユニットのうち第2面側に配置されたユニットは、透明板材に対する光路長又は球面収差を補償する補償光学系を有し、透明板材の厚み又は透明板材の種類に応じて、補償光学系を光軸方向に移動させる光学移動部を有する。
投影露光ユニット及び空間光変調ユニットのうち第2面側に配置されたユニットは、透明板材に対する球面収差を補償した光学系を有し、透明板材を透過した第2面に焦点が合わされている。そして情報データは、文字情報、図形情報、又はテストクーポン情報の少なくとも一つを含む
【発明の効果】
【0010】
本発明による露光装置は、情報データとフォトマスクに描かれた回路パターンとをプリント配線基板の上下面に露光できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】露光装置100の全形の斜視図である。
【図2】(A)は、露光装置100を上面から見た図である。 (B)は、露光装置100の側面から見た図である。
【図3】空間光変調ユニット40と投影露光ユニット70とを示した拡大概念図である。
【図4】(A)は、透明板61と外枠62との側面拡大図である。 (B)は、透明板61と外枠62との平面拡大図である。
【図5】露光装置100の制御部90の構成を示したブロック図である。
【図6】(A)は、露光装置100の露光フローチャートである。 (B)は、空間光変調ユニット40の露光タイミングと投影露光ユニット70の露光タイミングとを示した図である。
【図7】(A)は、露光されたプリント配線基板PWの上面PW1を示した平面図である。 (B)は、露光されたプリント配線基板PWの下面PW2を示した平面図である。
【図8】露光装置100が2台配置されて、プリント配線基板PWの両面に回路パターンPA及情報データMを露光する図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
<露光装置100の構成>
以下、露光装置100の実施形態について図面を参照して説明する。
図1は、露光装置100の全形の斜視図である。図1では、筐体11の長軸方向がX軸方向で、短軸方向がY軸方向で描かれている。また、投影露光ユニット70の配置をわかりやすくするために、投影露光ユニット70を支える支柱類が図示されていない。
【0013】
露光装置100は、筐体11、空間光変調ユニット40、基板ステージ60及び投影光学ユニット70から構成されている。筐体11は、基板ステージ60及び投影光学ユニット70を支えるとともに、空間光変調ユニット40及び制御部90を内部に配置している。筐体11は基板ステージ60に載置されるプリント配線基板PW、投影光学ユニット70などに振動が加わらないように防振マウントで支えられている。プリント配線基板PWにはその両面(表裏面)に回路パターン及び情報データが形成される。プリント配線基板PWは例えばガラスエポキシ層と銅薄膜との積層板である。
【0014】
筐体11内部に配置された空間光変調ユニット40は、プリント配線基板PWの周辺領域にプリント配線基板PWを管理する基板管理用の文字情報及び図形情報を露光する。プリント配線基板PWは複数に切断・分割されることもあるため、空間光変調ユニット40は分割後の各分割基板を管理する基板管理用の文字情報及び図形情報を露光することもできる。さらに空間光変調ユニット40は品質適合試験などのテストクーポンもしくはテストパターンを含むテストクーポン情報を露光することもできる。
【0015】
筐体11の上部には筐体11の基板ステージ60が設置される。基板ステージ60は、矩形状形のプリント配線基板PWに合わせて、矩形形状の表面を有している。基板ステージ60は紫外線を含む光を透過する透明板61と透明板61の4辺を支える外枠62とからなる。
【0016】
基板ステージ60は、例えば、ボールねじ、スライドガイド及びねじ駆動用モータ等のステージ駆動部65(65X,65Y)を有している。Y軸駆動部65Yの一部は外枠62に固定されている。またX軸駆動部65Xの一部はY軸駆動部65Yに固定されている。Y軸駆動部65Yは基板ステージ60をY軸方向に移動させる。X軸駆動部65XはY軸駆動部65YをX軸方向に移動させる。これにより基板ステージ60はX軸方向及びY軸方向に移動することができる。また露光装置100は、基準位置から基板ステージ60のX軸方向又はY軸方向の位置を測定する測長器を有している。例えば、X軸駆動部65Xの一部はY軸駆動部65Yに設けられたエンコーダが基板ステージ60の位置を測定する。
【0017】
筐体11の上面には、天井板68が配置されている。天井板68には上述したステージ駆動部65(65X,65Y)が設置されている。その天井板68の中央部には開口67が形成されている。この開口67は何もない空間であってもよくガラス又は合成石英の板が取り付けられていてもよい。本実施形態では開口67にガラス等がなく空間しかない例を説明する。この開口67の下方に空間光変調ユニット40が配置される。
【0018】
筐体11の上方には、投影光学ユニット70が配置される。投影光学ユニット70は複数のレンズ又は複数のミラーなどから構成されている。投影光学ユニット70は不図示の支柱によって筐体11から支えられている。投影光学ユニット70を挟んでプリント配線基板PWの反対側には回路パターンPAが描かれたフォトマスクMKが配置されている。
投影光学ユニット70は紫外線を含む光で照射されたフォトマスクMKの回路パターンPAをプリント配線基板PWに転写する。実施形態では、反射屈折型の投影光学ユニットが使用されているが、複数のレンズのみからなる屈折型の投影光学ユニットが使用されてもよいし、完全反射式の投影光学ユニットが使用されてもよい。
【0019】
図2(A)は露光装置100を上面から見た平面図である。図2(B)は露光装置100の側面から見た側面図である。図2(B)に示されるように、投影光学ユニット70の上方(+Z軸側)にはマスクステージMKSに載置されたフォトマスクMKが配置されている。そのフォトマスクMKの上方に光源20が配置されている。
【0020】
プリント配線基板PWは不図示の搬送装置により例えば図2(A)の上側から搬入される。プリント配線基板PWはプリント配線基板PWの基準辺が基板ステージ60の所定位置に合致させるように載置されて吸着される。矩形のプリント配線基板PWの一辺はX軸方向にほぼ平行で且つ他の一辺はY軸方向にほぼ平行である。プリント配線基板PWを載置した基板ステージ60は、矢印AR2に示されるようにY軸駆動部65Yによって筐体11の天井面68の下側(−Y軸側)の端から上側(+Y軸側)の端まで移動する。また基板ステージ60は、矢印AR1に示されるようにX軸駆動部65Xによって筐体11の天井面68の左側(−X軸側)の端から右側(+X軸側)の端まで移動する。基板ステージ60がX軸方向とY軸方向とに移動することで、プリント配線基板PWの上面PW1の任意の領域が投影光学ユニット70の下方に移動する。
【0021】
基板ステージ60が移動する範囲には開口67がある。このため基板ステージ60は空中に浮いた状態で移動する領域がある。そのため、透明板61と外枠62とは剛性が高い材料が使用される。また、できるだけ透明板61は撓まないように外枠62で保持されている。またY軸駆動部65Yの剛性も高く設計されている。
【0022】
筐体11内部に配置された空間光変調ユニット40も空間光変調ユニット駆動装置55によってX軸方向とY軸方向とに移動する。空間光変調ユニット駆動装置55は、空間光変調ユニット40をY軸方向に移動させるY軸駆動装置55Yが設けられている。また一対のY軸駆動装置55YはX軸駆動装置55Xに載置されている。X軸駆動装置55XはY軸駆動装置55YをX軸方向に移動させることによって、矢印AR3に示されるように空間光変調ユニット40をX軸方向に移動させる。空間光変調ユニット40がX軸方向とY軸方向とに移動することで、プリント配線基板PWの下面PW2の任意の領域が空間光変調ユニット40の上方に来る。
【0023】
空間光変調ユニット40の上方は開口67であり、開口67の上方には基板ステージ60の透明板61がある。このため、空間光変調ユニット40からのは紫外線を含む光はプリント配線基板PWの下面PW2に到達する。
【0024】
<空間光変調ユニット40の構成>
図3は基板ステージ60、空間光変調ユニット40、光源20及び投影光学ユニット70の構成を示した概念図である。
【0025】
空間光変調ユニット40は水銀ランプ41、第1光学系43、コールドミラー44、ミラーブロック46、DMD(ディジタルマイクロミラーデバイス)47及び第2光学系48で構成される。水銀ランプ41は、g線(365nm)、h線(405nm)及びi線(436nm)を含む光を照射する。第1光学系は、楕円ミラー及び複数のレンズ群で構成される。コールドミラー44は赤外線を透過し紫外線を含む光を反射する。
【0026】
水銀ランプ41から第2光学系48はカバー42で囲まれ、光学系以外へ光が漏れない構造となっている。カバー42は排気口が形成され、排気口にはファン49が配置されている。
【0027】
コールドミラー44の上方(基板PW側)には反射ミラーとハーフミラーとを組み合わせたミラーブロック46が配置されている。ミラーブロック46に隣接してDMD47が配置され、ミラーブロック46の上方(基板PW側)には第2光学系48が設置されている。第2光学系48の光軸はプリント配線基板PWの下面PW2に対して垂直に配置される。DMD47の光軸は第2光学系48の光軸に対して垂直に配置される。
【0028】
DMD47は、可動式の約100万個のマイクロミラーから構成されている。各マイクロミラーの鏡面サイズはおよそ十数μm角で格子状に配列されている。マイクロミラーが「ON」のときは光線がプリント配線基板PWの下面PW2側に反射される。マイクロミラーが「OFF」のときは光線が不図示の紫外線吸収体側に反射される。従って、各マイクロミラーを個別に駆動することにより、DMD47は、テストクーポン情報、文字情報又は図形情報(以下、情報データと呼ぶ。)に空間変調された光線をプリント配線基板PWの下面PW2に対して照射することができる。
【0029】
DMD47とプリント配線基板PWの下面PW2に形成されたフォトレジストFR面とは共役位置に配置される。透明板61の厚さ又は屈折率の違いにより、DMD47からプリント配線基板PWの下面PW2までの光路長が変わる。このため透明板61が交換された場合には、第2光学系48を通過した光線は、プリント配線基板PWの感光性物質であるフォトレジストFR面に結像しない。また、透明板61の厚さ又は種類が変わると、特に球面収差が大きく変化する。そこで補償レンズ48Mがレンズ駆動部45で駆動され、DMD47の位置とプリント配線基板PWのフォトレジストFR面の位置とが共役になり、球面収差が補償される。補償レンズ48Mが移動してもその他のコマ収差などにはほとんど影響を与えない
【0030】
なお、補償レンズ48Mは、天井面68の開口67が何もない空間である状態で設計された。開口67にガラス又は合成石英などがカバーとして配置された場合には、これらガラス又は合成石英の屈折率又は厚さ等を考慮して補償レンズ48Mが設計される。
【0031】
水銀ランプ41から射出された光線は、第1光学系43に入射しコリメートされる。第1光学系43から射出された光線は、コールドミラー44でプリント配線基板PW側に反射され、ミラーブロック46に入射する。ミラーブロック46に入射した光線はDMD47に向かい、DMD47で情報データに空間変調される。空間変調された光線は、再びミラーブロック46に入射し、第2光学系48を経由してプリント配線基板PWの下面PW2のフォトレジストFR面に照射される。下面PW2に転写される情報データの面積は、任意倍率に調整される。
【0032】
<光源20及び投影光学ユニット70の構成>
光源20は、水銀ランプ21、照明光学系23及びシャッタ部25で構成されている。水銀ランプ21はカバー29で囲まれ、カバー29は光学系以外の光が漏れない構造となっている。水銀ランプ21は、g線(365nm)、h線(405nm)及びi線(436nm)を含む光を照射する。カバー29は、排気口と照射口とが形成され、空気の排出と光線の射出が可能な構造となっている。
【0033】
水銀ランプ21から射出された光線は楕円ミラーによって基板方向へ反射し、照明光学系23で集光される。照明光学系23に入射した光線は平行光に矯正されフォトマスクMKへ向け出射する。照明光学系23はフォトマスクMKの表面に対して垂直に配置される。
【0034】
水銀ランプ21からフォトマスクMKまでの間には、シャッタ部25が配置される。本実施形態では、照明光学系23の下方にシャッタ部25が配置されている。シャッタ部25はシャッタ羽根25a及びシャッタ駆動部25bからなる。シャッタ駆動部25bは回転モータ等からなり、シャッタ羽根25aを光路中に入れたり又は光路から外したりする。このようにしてシャッタ部25は水銀ランプ21から射出された光線を遮断したり通過させたりする。プリント配線基板PWの上面PW1を露光する際にはシャッタ羽根25aが光路から外れ、次の領域にプリント配線基板PWが動く際にはシャッタ羽根25aが光路に入る。
【0035】
つぎに、投影光学ユニット70について説明する。投影光学ユニット70は、入射側凸レンズ71および出射側凸レンズ72と、この入射側凸レンズ71および出射側凸レンズ72の間に配置された反射ミラー73と、補正レンズ75と、凹面反射ミラー77とを鏡筒78内に備えている。
【0036】
入射側凸レンズ71および出射側凸レンズ72は、同一の屈折率であり共軸となる位置に配置されている。入射側凸レンズ71および出射側凸レンズ72は倍率調整部79に支持されている。倍率調整部79は、入射側凸レンズ71および出射側凸レンズ72を支持する支持テーブル、リニアガイド及びモータなどを備えている。熱処理などでプリント配線基板PWが伸縮した場合に、倍率調整部79は入射側凸レンズ71および出射側凸レンズ72を移動させて、そのプリント配線基板PWの伸縮状態にフォトマスクMKの回路パターンPA(図1を参照)を対応させる。
【0037】
反射ミラー73は、入射側凸レンズ71からの投影光を補正レンズ75及び凹面反射ミラー77へ導く第1反射面73aと、補正レンズ75及び凹面反射ミラー77からの投影光を出射側凸レンズ72へ導く第2反射面73bとを有する。複数のレンズからなる補正レンズ75は反射ミラー73からの投影光の収差を補正する。凹面反射ミラー77は、補正レンズ75を介して送られる投影光を反射する。
【0038】
つまり、投影光学ユニット70はフォトマスクMKの回路パターンPAを透過した投影光を倍率調整させて、プリント配線基板PWの上面PW1のフォトレジストFR面へ投影する。
【0039】
<基板ステージ60の構成>
基板ステージ60の透明板61は、光学ガラス、合成石英、フッ化マグネシウムもしくはフッ化カルシウム、又はポリカーボネイトやアクリル等の機能性樹脂が使用される。透明板61の平面度は重要であるため、たとえば、両面を同時に加工して平行平板などを作製するラッピング法(両面ラッピング)によって加工する。また透明板61の厚みは、強度的観点、透過率などの要素から決まる。硼珪酸ガラスが使用される場合、そのヤング率は8×10N/mmである。透明板61のX軸方向の寸法を500mm、Y軸方向の寸法を150mmとし、プリント配線基板PWの加重量が2500パスカルと仮定した場合には、約7mmの厚さであると透明板61の最大変形量が0.8mmになる。g線(365nm)、h線(405nm)及びi線(436nm)を含む光の透過率の観点から、透過率90%以上であることが好ましい。透明板61の透過率は水銀ランプ41(図3を参照。)の出力に影響を与えるからである。硼珪酸ガラスが使用される場合、透過率90%以上必要であるとすると10mm以下の厚さでなければならない。
【0040】
図4(A)に示されるように、透明板61の4辺には外枠62が配置されている。外枠62は、透明板61の上下面を挟み込んでいる。外枠62の各辺はその中央付近が上方に反って形成されている。このため透明板61は重力がかからない状態であると透明板61の中央付近が膨らんだ形状になっている。外枠62を有する透明板61は、水平に配置されると重力によりほぼ透明板61の全面が水平状態になり、透明板61が約6mmの厚さであってもその最大変形量が0.1mm以下になる。外枠62の各辺がその中央付近が上方に反って形成されているため、薄い透明板61であっても最大変形量は極めて小さくすることができる。
【0041】
外枠62の一対の2辺にはY軸駆動部65Yが固定されている。Y軸駆動部65Yの内部にはボールねじ66等が配置され、ボールねじ66が回転することで基板ステージ60を移動させることができる。
【0042】
透明板61はプリント配線基板PWを固定する必要がある。そのため、図4(B)に示されるように、透明板61の4つの角部の近傍に基板吸着溝63が形成されている。基板吸着溝63はX軸方向及びY軸方向に伸びるL型の吸着溝が形成されているがこの形状に限られない。例えば基板吸着溝63は単純な円形状であってもよい。この基板吸着溝63は図4(A)に示されるように、貫通孔64に接続し貫通孔64にキャップCPで取り付けられたホースHSに接続されている。ホースHSは不図示の真空装置に接続されている。
【0043】
基板吸着溝63はできるだけ透明板61の4つの角部の近傍又は透明板61の各辺の近傍に形成されることが好ましい。空間光変調ユニット40の光線のじゃまにならないようにするためである。つまり、透明板61の中央領域は空間光変調ユニット40から空間変調された光線が下面PW2に照射される。仮に基板吸着溝63が透明板61の中央領域に存在すると、空間変調された光線が屈折し正しい位置に照射されなくなるからである。
【0044】
プリント配線基板PWには用途によって複数の大きさがある。このため基板吸着溝63の位置は一様ではない。このため、プリント配線基板PWの大きさに合わせて基板吸着溝63の位置を変えた複数の透明板61を用意することが好ましい。
【0045】
<制御部90の構成>
図5は、露光装置100の制御部90の構成を示したブロック図である。露光装置100は制御部90で制御される。制御部90は、情報データの露光を制御する情報データ露光制御部91、及び回路パターンの露光を制御する回路パターン露光制御部92を有している。情報データ露光制御部91、及び回路パターン露光制御部92は記憶装置98に接続されている。
【0046】
記憶装置98には、プリント配線基板PWの露光データ、回路パターンの露光領域のデータ、情報データの位置情報、プリント配線基板PWのフォトレジスト感度、及び基板ステージ60の移動速度などのデータが記憶されている。記憶装置98に記憶されるデータは制御部90に接続された外部入力部99(例えば工場側LANもしくは手入力)により入力される。
【0047】
情報データ露光制御部91は、DMD駆動回路93及び空間光変調ユニットの駆動制御回路94に接続されている。情報データ露光制御部91は記憶装置98に記憶された識別記号露光データをDMD駆動データに変換する。DMD駆動回路93は空間光変調ユニット40のDMD47に接続されており、約100万個のマイクロミラーをオンオフさせる。空間光変調ユニットの駆動制御回路94は、空間光変調ユニット駆動装置55のX軸駆動装置55X及びY軸駆動装置55Yに接続されており、空間光変調ユニット40をX軸方向及びY軸方向に移動させる。情報データ露光制御部91は、記憶装置98に記憶されたプリント配線基板PWのフォトレジスト感度などの条件に基づき、空間光変調ユニットの駆動制御回路94に移動速度を伝達する。つまり情報データ露光制御部91は、プリント配線基板PWの複数の領域に情報データを露光するように制御する。
【0048】
回路パターン露光制御部92は、倍率制御回路95、ステージ制御回路96及びシャッタ制御回路97に接続されている。倍率制御回路95は投影光学ユニット70の倍率調整部79に接続されており、入射側凸レンズ71及び出射側凸レンズ72を移動させる。ステージ制御回路96は基板ステージ60のステージ駆動部65に接続されており、基板ステージ60をX軸方向及びY軸方向に移動させる。シャッタ制御回路97は光源20のシャッタ部25に接続されており、シャッタ部25を開閉させる。つまり回路パターン露光制御部92は、プリント配線基板PWの複数の領域に適切な倍率でフォトマスクMKの回路パターンPA(図1を参照)を露光するように制御する。
【0049】
<露光装置100の動作>
露光装置100の動作について説明する。図6(A)は露光装置100の露光フローチャートである。図6(B)は投影光学ユニット70による回路パターンPAの露光タイミングチャートと空間光変調ユニット40による情報データM(M1,M2)の露光タイミングチャートとである。図7(A)はプリント配線基板PWの上面PW1に露光された回路パターンPAの例であり、図7(B)はプリント配線基板PWの下面PW2に露光された情報データM1,M2の例である。なおプリント配線基板PWの上面PW1及び下面PW2には感光性物質であるフォトレジストFRが形成されている。
【0050】
最初にプリント配線基板PWが不図示の搬送装置により基板ステージ60に搬入される。そして不図示のアライメントカメラ等でプリント配線基板PWがアライメントされる。そしてこの露光倍率などが求められる。
【0051】
まず、投影光学ユニット70による露光について説明する。
ステップS111において、回路パターン露光制御部92に記憶装置98に記憶された露光倍率が設定される。回路パターン露光制御部92は倍率制御回路95を介して投影光学ユニット70の入射側凸レンズ71及び出射側凸レンズ72を露光倍率に応じた位置に移動させる。
【0052】
ステップS112において、回路パターン露光制御部92は基板ステージ60を所定の位置に移動させた後、基板ステージ60を停止させ、その後、シャッタ制御回路97がシャッタ部25を開き、所定の露光量が露光された後に閉じる。回路パターン露光制御部92は再び基板ステージ60を所定の位置に移動させてシャッタ部を開閉する。この動作を繰り返すことで、図7(A)に示されるように、6個の領域で露光倍率が補正された回路パターンPA(PA1〜PA6)がプリント配線基板PWの上面PW1に露光される。
【0053】
次に、空間光変調ユニット40による露光について説明する。
ステップS121において、情報データ露光制御部91に記憶装置98に記憶された露光倍率が設定される。情報データ露光制御部91は露光倍率に応じてどのマイクロミラーを傾斜させるかを演算する。
【0054】
ステップS122において、空間光変調ユニット駆動装置55は空間光変調ユニット40をプリント配線基板PWの辺に平行なX軸方向又はY軸方向に移動させる。空間光変調ユニット40がX駆動装置55XによりX軸方向に移動している最中に、DMD駆動回路93を介して空間光変調ユニット40のDMD47が駆動される。これにより空間光変調ユニット40が移動中(走査中)に露光倍率が補正された情報データM1がプリント配線基板PWに露光される。また、空間光変調ユニット40がY軸駆動装置55YによりY軸方向に移動している最中に、DMD駆動回路93を介してDMD47が駆動される。これにより空間光変調ユニット40が移動中に(走査中)に露光倍率が補正された情報データM2がプリント配線基板PWに露光される。この動作を繰り返すことで、図7(B)に示されるように、複数の領域に情報データM1及び情報データM2がプリント配線基板PWの下面PW2に露光される。
【0055】
情報データM1は、品質適合試験用の回路などのテストクーポン情報である。プリント配線基板PWには外観ではわからない内在する欠陥があることがある。このために回路パターンPAに隣接して形成されたテストクーポン情報(情報データM1)を採集し、破壊して検査などが行われる。
【0056】
情報データM2は、回路パターン領域を管理する文字情報又は図形情報である。DMD47が電子的に情報を変更できるため、1枚のプリント配線基板PWの複数の回路パターンPA毎に情報データM2が“a−1−11”、“a−1−12”にように形成される。必要であれば、回路パターンPAの露光倍率に合わせて文字情報である情報データM2の倍率も変更できる。
【0057】
ステップS112とステップS122とは並行して実施される。このためスループットが向上する。例えば、基板ステージ60が停止している最中に投影光学ユニット70が回路パターンPAを露光する。その基板ステージ60が停止している最中に空間光変調ユニット40が情報データMを露光してもよい。また、基板ステージ60が移動している最中には投影光学ユニット70は回路パターンPAを露光しないが、基板ステージ60が移動している最中に空間光変調ユニット40は情報データMを露光することもできる。
【0058】
図6(B)の上段は投影光学ユニット70が回路パターンPAを露光するタイミングを示している。縦軸が基板ステージ60の移動速度で横軸が時間である。また“PA露光”と示されている時間帯は回路パターンPAが露光されている時間帯である。図6(B)の下段は空間光変調ユニット40が情報データMを露光するタイミングを示している。縦軸が空間光変調ユニット駆動装置55による空間光変調ユニット40の移動速度で横軸が時間である。また、“M露光”と示されている時間帯は情報データM(M1又はM2)が露光されている時間帯である。
【0059】
例えば、図6(B)の下段において、M露光B、M露光D、M露光F及びM露光Hと示されている時間帯は、基板ステージ60が停止している最中に空間光変調ユニット40が情報データMを露光したことを示している。またM露光A、M露光F及びM露光Hと示されている領域は、基板ステージ60が移動している最中に空間光変調ユニット40が情報データMを露光したことを示している。このM露光A、M露光F及びM露光Hの時間帯には空間光変調ユニット駆動装置55は空間光変調ユニット40を停止させたままである。基板ステージ60が所定速度で移動しているので、その基板ステージ60の移動に同期させて空間光変調ユニット40が情報データMを露光している。M露光Cに示されている時間帯は、基板ステージ60が移動し且つ空間光変調ユニット40が移動している最中に空間光変調ユニット40が情報データMを露光している時間帯である。
【0060】
上述の図6(B)のタイミングチャートでは、基板ステージ60が所定速度で移動している最中、または基板ステージ60が停止している最中に、空間光変調ユニット40が情報データMを露光していた。しかし、制御は複雑になるが、基板ステージ60が加速もしくは減速している最中に、空間光変調ユニット40が情報データMを露光することも可能である。
【0061】
<露光装置100によるプリント配線基板PWの製造>
露光装置100はプリント配線基板PWの上面PW1に回路パターンPAを露光し、
下面PW2に情報データMを露光する。図7(A)及び(B)に示された通り、この時点で、プリント配線基板PWの上面PW1には情報データMが露光されておらず、下面PW2には回路パターンPAが露光されていない。
【0062】
図8は、2台の露光装置100の間に基板反転装置80が配置された図である。1台目の露光装置100で、プリント配線基板PWの上面PW1に回路パターンPAが露光され、下面PW2に情報データMが露光される。その後、基板反転装置80がプリント配線基板PWを反転させる。そして2台目の露光装置100は、プリント配線基板PWの上面PW1に回路パターンPAを露光し、下面PW2に情報データMを露光する。これにより、プリント配線基板PWの両面に回路パターンPA及び情報データMが露光される。
【0063】
以上、本発明の最適な実施形態について詳細に説明したが、当業者に明らかなように、本発明はその技術的範囲内において実施形態に様々な変更・変形を加えて実施することができる。例えば、図1等では空間光変調ユニット40が筐体11内に配置され投影光学ユニット70が基板ステージ60の上方に配置されていた。しかし、空間光変調ユニット40が基板ステージ60の上方に配置され投影光学ユニット70が筐体11内に配置されてもよい。
【0064】
また、交換される透明板61がその厚さ又は屈折率が変わる例を説明したが、透明板61が交換されない場合や交換されても厚さ及び屈折率が変わらない場合には、移動する補償レンズ48Mを設ける必要はない。
【符号の説明】
【0065】
20 … 光源、 21 … 水銀ランプ、 23 … 照明光学系
25 … シャッタ部(25a … シャッタ羽根,25b … シャッタ駆動部)
40 … 空間光変調ユニット、 41 … 水銀ランプ
42 … カバー、 43 … 第1光学系、 44 … コールドミラー
45 … レンズ駆動部、 46 … ミラーブロック
48 … 第2光学系 (48M … 補償レンズ)
47 … DMD(ディジタルマイクロミラーデバイス)
49 … ファン
55 … 空間光変調ユニット駆動装置
55X … X軸駆動装置、55Y … Y軸駆動装置
60 … 基板ステージ
61 … 透明板
62 … 外枠
63 … 基板吸着溝
66 … ボールねじ
63 … 基板吸着溝
65 … ステージ駆動部
70 … 投影露光ユニット
71 … 入射側凸レンズ、72 … 出射側凸レンズ
73 … 反射ミラー(73a … 第1反射面,73b … 第2反射面)
75 … 補正レンズ、77 … 凹面反射ミラー
78 … 鏡筒、79 … 倍率調整部
90 … 制御部
91 … 情報データ露光制御部、 92 … 回路パターン露光制御部
93 … DMD駆動回路、 94 … 駆動部制御回路
95 … 倍率制御回路、 96 … ステージ制御回路
97 … シャッタ制御回路、 98 … 記憶装置、 99 … 外部入力部
100 … 露光装置
FR … フォトレジスト
M(M1,M2) … 情報データ
MKS … マスクステージ
MK … フォトマスク
PA … 回路パターン
PW … プリント配線基板 (上面 PW1、下面 PW2)

【特許請求の範囲】
【請求項1】
紫外線を含む光を使ってフォトマスクに描かれた所定の回路パターンを感光性物質が塗布された矩形形状の基板の第1面及び前記第1面の反対側の第2面に露光する露光装置において、
前記紫外線を含む光で前記フォトマスクの前記回路パターンを前記第1面に露光する投影露光ユニットと、
前記紫外線を含む光で電子的に作成された情報データを前記第2面に露光する空間光変調ユニットと、
前記投影露光ユニット又は前記空間光変調ユニットに対して相対的に移動可能な前記基板を載置し、前記空間変調ユニットからの前記光を透過する基板ステージと、
前記基板ステージを移動させるステージ駆動部と、
を備える露光装置。
【請求項2】
前記投影露光ユニットと前記空間光変調ユニットとは、前記基板ステージを介して反対側に配置されている請求項1に記載の露光装置。
【請求項3】
前記空間光変調ユニットを前記基板の辺に略平行な方向に移動させる空間光変調ユニット駆動装置を備え、
前記投影露光ユニットが前記回路パターンを露光する際に、前記空間光変調ユニット駆動装置は前記空間光変調ユニットを移動させ、且つ前記ステージ駆動部は前記基板ステージを停止させる請求項1又は請求項2に記載の露光装置。
【請求項4】
前記空間光変調ユニットを前記基板の辺に略平行な方向に移動させる空間光変調ユニット駆動装置を備え、
前記空間光変調ユニットは前記情報データを露光する際に、前記ステージ駆動部が前記基板ステージを移動させる且つ前記空間光変調ユニット駆動装置は前記空間光変調ユニットを停止させる請求項1又は請求項2に記載の露光装置。
【請求項5】
前記基板ステージは光学ガラス、合成石英、フッ化マグネシウム、フッ化カルシウム、ポリカーボネイト、又はアクリルの透明板材を含み、前記透明板材は前記基板の前記第2面を吸着する吸着部を有する請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の露光装置。
【請求項6】
前記投影露光ユニット及び前記空間光変調ユニットのうち前記第2面側に配置されたユニットは、前記透明板材に対する光路長又は球面収差を補償する補償光学系を有し、
前記透明板材の厚み又は前記透明板材の種類に応じて、前記補償光学系を光軸方向に移動させる光学移動部を有する請求項5に記載の露光装置。
【請求項7】
前記投影露光ユニット及び前記空間光変調ユニットのうち前記第2面側に配置されたユニットは、前記透明板材に対する球面収差を補償した光学系を有し、前記透明板材を透過した前記第2面に焦点が合わされている請求項5に記載の露光装置。
【請求項8】
前記情報データは、文字情報、図形情報、又はテストクーポン情報の少なくとも一つを含む請求項1から請求項7のいずれか一項に記載の露光装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【公開番号】特開2012−194253(P2012−194253A)
【公開日】平成24年10月11日(2012.10.11)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−56637(P2011−56637)
【出願日】平成23年3月15日(2011.3.15)
【出願人】(000128496)株式会社オーク製作所 (175)
【Fターム(参考)】